Zlato (lat. aurum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Au a protónové číslo 79.
Všeobecná vlastnosti
Názov, značka, protónové číslo
Zlato, Au, 79.
Séria
Prechodné prvky
Skupina, perióda, blok
11 (IB), 6, d
Vzhľad
kovovo žltý
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť
196,96655 amu
Atómový polomer (vypočítaný)135 (174) pm
Kovalentný polomer
144 pm
Van der Waalsov polomer
166 pm
Elektrónová konfigurácia
[Xe]4f145d106s1
Elektróny na energetickú hladinu
2, 8, 18, 32, 18, 1
Oxidačné stupne (Oxidy)
3,1 (amfoterické)
Elektronegativita
2,54 (Paulingova stupnica)
Výstupná energia
(eV)
Kryštalická štruktúra
kocková stenovo centrovaná
Fyzikálne vlastnosti
Skupenstvo
pevné
Magnetické vlastnosti
obyčajne nemagnetický
Hustota (tvrdosť podľa Mohsa)
19300, kg/m3 (2,5)
Teplota topenia (tavenia)
1337,33 K (1 064,2 °C)
Teplota varu
3129 K (2856 °C)
Molový objem
10,21×10-6 m3/mol
Skupenské teplo vyparovania
334,4 kJ/mol
Skupenské teplo tavenia
12,55 kJ/mol
Tlak pary
237×10-6 Pa pri 1337 K
Rýchlosť zvuku
1740 m/s pri 20 °C
Rôzne
Merná tepelná kapacita
128 J/(kg • K)
Elektrická vodivosť
45,2 S/m
Tepelná vodivosť
317 W/(m • K)
1. Ionizačná energia
890,1 kJ/mol
2. Ionizačná energia
1980 kJ/mol
Vlastnosti NMR
197Au
Spin jadra
3/2
gamma / rad/T
0,01754 • 107
Citlivosť k 1H
Larmorova frekvencia pri B = T
MHz
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI. Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok (NTP/STP).
Základné fyzikálne a chemické vlastnosti
Zlato je ušľachtilý žltý, stály a veľmi kujný kov známy už od staroveku. Je elektricky aj tepelne dobre vodivý. V prírode sa vyskytuje najmä v rýdzej forme. Vo svojich zlúčeninách sa vyskytuje s mocnosťou Au+3 a Au+1.
Zlato je chemicky veľmi odolný kov. Z bežných anorganických zlúčenín reaguje iba s lúčavkou kráľovskou, v ktorej sa rozpúšťa za vzniku tetrachlorozlatitého katiónu [Au(Cl)4]-. V alkalickom prostredí sa zlato rozpúšťa v prítomnosti kyanidových iónov (za prítomnosti kyslíka), pričom vzniká komplexný kyanozlatnan [Au(CN)2]-.
Špeciálny prípad predstavuje rozpúšťanie zlata v elementárnej ortuti. Už stredovekí alchymisti vedeli, že pri kontaktu zlata s ortuťou veľmi ľahko vzniká zvláštny roztok zlata v ortuti - amalgám. Amalgám pritom zostáva kvapalný aj pri pomerne vysokých obsahoch zlata. Zahriatím amalgámu na teplotu nad 300 °C sa ortuť jednoducho odparí a zostane rýdze zlato.
V roku 1997 objavili japonskí chemici zmes organických zlúčenín, ktorá údajne rozpúšťa zlato. Ide o zmes jódu, tetraetylamoniumjodidu a acetonitrilu, ktorá pri teplote varu (82 °C) tvorí nasýtený roztok. Znížením teploty roztoku pod 20 °C sa z roztoku vyzráža čistý kov.
Hlavný článok: Zlato (nerast)
Zlato je v zemskej kôre veľmi vzácnym prvkom. Priemerný obsah je iba 4 - 5 ppb (μg/kg). Aj v morskej vode je jeho koncentrácia veľmi nízka, napriek tomu však vďaka vysokej koncentrácii chloridových iónov nie celkom zanedbateľná. Uvádza sa, že ide o 0,011 μg Au/l. Vo vesmíre pripadá na jeden atóm zlata približne 300 miliárd atómov vodíku.
V horninách sa vďaka svojej inertnosti vyskytuje prakticky iba ako rýdzi kov. Kockový nerast vytvára pliešky a zrná uzavreté najčastejšie v kremennej výplni žíl. Kryštály nie sú hojné, často mikroskopicky rozptýlené v šedom žilnatom kremeni.
Vyskytuje sa rýdze alebo v zliatine so striebrom (elektrum). Po rozrušení žíl sa dostáva do náplavov odkiaľ sa ryžuje. Najbohatšie svetové náleziská sú v južnej Afrike, na Urale, v Austrálii; okruhliaky zlata (nugety, až kilogramové) v Kanade a na Sibíri. V Česku sú zlatonosné žily v stredných Čechách (napr. Jílové, Roudný), v Jeseníkoch (Zlaté Hory) a v okolí Kašperských hôr, na Slovensku pri Kremnici, ale aj v západnej časti Malých Karpát.
V súčasnosti sú ryžovateľné ložiská zlata už prakticky vyčerpané. Ťažia sa preto ložiská, kde je zlato veľmi jemne rozptýlené v hornine a kov sa z horniny získava hydrometalurgicky. Proces spočíva v jemnom namletí horniny, aby sa do kontaktu s roztokom mohla dostať väčšina prítomných mikroskopických zlatých zrniek. Namletá hornina sa potom lúhuje buď kyslým roztokom s vysokým obsahom chloridových iónov a oxidačným prostredím (napr. nasycovanie plynným chlórom alebo pridaním kyseliny dusičnej) alebo naopak roztokom alkalických kyanidov za prebublávania vzdušným kyslíkom. Z roztoku sa potom zlato získava redukciou, napr. prechodom elektrického prúdu - elektrochemicky, keď sa kovové zlato vylúči na zápornej elektróde - katóde. Redukciu je možno previesť aj chemicky pridaním vhodného redukčného činidla (hydrazin, kovový hliník a pod.).
Amalgamačný spôsob ťažby zlata z rúd sa používal v minulosti pre ťažbu z náplavou, v ktorých sa zlato nachádzalo vo forme väčších oddelených zrniek, ktoré sa však už ťažko získavali ryžovaním. Pre tento účel bola zlatonosná hornina kontaktovaná s kovovou elementárnou ortuťou. Vzniknutý amalgám zlata bol po oddelení horniny zvyčajne jednoducho pyrolyzovaný a ortuť bola odparená do atmosféry. V súčasnosti sa tento postup takmer nepoužíva a ak áno, je zlato z amalgámu získavané šetrnejším spôsobom bez kontaminácie atmosféry parami ortuti.
Ekologické riziká ťažby zlata Hydrometalurgický postup dobývania zlata z nízkoryzostných rúd predstavuje z ekologického hľadiska veľmi rizikový proces. Nasadenie kyanidových roztokov v tonových až stotonových množstvách predstavuje obrovské riziko v prípade, že dôjde k havárii. Príkladom môže byť katastrofálne zamorenie Dunaja kyanidmi z rumunskej hydrometalurgickej prevádzky v 90. rokoch 20. storočia. Výsledkom bola prírodná katastrofa - stovky ton mŕtvych rýb a ďalších živočíchov a porušenie životnej rovnováhy rozsiahleho územia na desiatky rokov. K haváriam podobného druhu došlo niekoľkokrát aj v juhoamerickej Brazílii, keď bola zamorená rieka Amazonka a to nielen kyanidmi, ale aj ortuťou, ktorá sa používa pre tzv. amalgamačný spôsob ťažby. Nemožno zanedbať ani problémy s vhodným uložením tisíctonových množstiev vylúhovanej horniny. Jej poľnohospodárske využitie je v súčasnosti prakticky nemožné a tak tvorí iba odpad, ktorého sa ťažobná spoločnosť musí nejako zbaviť.
Využitie Zlato sa používa najmä na výrobu šperkov a to vo forme zliatin so striebrom, meďou, zinkom, paládiom či niklom). Samotné rýdze zlato je príliš mäkké a šperky z neho zhotovené by sa nehodili pre praktické použitie. Prímesi paládia a niklu naviac sfarbujú vzniknutú zliatinu - vzniká tak v súčasnosti dosť moderné biele zlato. Obsah zlata v klenotníckych zliatinách alebo rýdzosť sa vyjadruje v karátoch.
Aj veľmi tenký zlatý film na povrchu najušľachtilejšieho kovu ho dokáže účinne ochrániť pred koróziou. Pozlacovanie kovových materiálov sa zvyčajne prevádza elektrolytickým vylučovaním zlata na príslušnom kove, ktorý je ponorený do zlatiaceho kúpeľa a je na neho privedené záporné napätie (pôsobí ako katóda). Okrem toho pozlacovanie zvyšuje hodnotu pokovaného predmetu, ako príklad môžu slúžiť rôzne športové a príležitostné medaily, pamätné mince, bižutéria a pod.
Na nekovové povrchy (drevo, kameň) sa zlato nanáša mechanicky, pričom sa využíva fakt, že kovové zlato možno rozvalcovať alebo vyklepať do mimoriadne tenkých fólií o hrúbke iba niekoľkých mikrometrov (z 1 g zlata možno vyrobiť fóliu s plochou až 1 m2). V tomto prípade má zlatá fólia na povrchu pozlacovaného predmetu funkciu nielen ochrannú, ale aj estetickú - pozlátené sochy, časti stavieb.
Vzhľadom k svojej vynikajúcej elektrickej vodivosti a inertnosti voči vplyvom prostredia sa veľmi často používa v mikroelektronike a počítačovom priemysle. Hlavným oborom využitia je tu predovšetkým zaistenie dlhodobej a bezproblémovej vodivosti dôležitých spojov v počítači (kontakty mikroprocesora a zbernice dát). Pre tieto účely sa príslušné kontaktné povrchy elektrolyticky pokrývajú tenkou zlatou vrstvou.
Zlato je už dlhý čas súčasťou väčšiny dentálnych zliatin, teda materiálov slúžiacich v zubnom lekárstve ako výplne zubov napadnutých zubným kazom alebo na konštrukciu mostíkov a iných aplikácií. Dôvodom je predovšetkým zdravotná nezávadnosť zlata, ktoré je natoľko chemicky inertné, že ani po mnohoročnom pôsobení pomerne agresívneho prostredia v ústnej dutine, nepodlieha korózii. Čisté zlato je však príliš mäkké a preto sa v aplikujú jeho zliatiny najmä s meďou, striebrom, paládiom, zinkom, cínom, antimónom, niekedy je súčasťou dentálnej zliatiny tiež indium, irídium, ródium alebo platina.
Zlato sa využíva aj v sklárskom priemysle k farbeniu alebo pozlacovaniu skla. Na povrch skleneného predmetu sa najskôr štetcom nanáša roztok komplexných zlúčenín zlata v organickej matrici. Po vyžíhaní sa organické rozpúšťadlo odparí a na povrchu skla zostane trvalá zlatá kresba. Pridaním malého množstva zlata do hmoty skloviny sa dosahuje sfarbenie skla rôznymi odtieňmi červenej farby.
Dlhý čas zlato uložené v štátnych bankách slúžilo ako zlatý štandard, garantujúci hodnotu štátom vydávaného obeživa (peňazí). Po druhej svetovej vojne význam zlata ako devízy postupne klesal a túto funkciu celkom prestalo plniť v roku 1971. Pri obchodovaní so zlatom pre bankové účely býva zvykom označovať jeho hmotnosť v trójskych unciach, čo je stará hmotnostná jednotka s hmotnosťou 31,103.
